(57)【要約】【課題】転倒時においても容易に復帰することができるクローラ走行装置を得る。【解決手段】基体１の左側部および右側部のそれぞれの前後方向に複数個のスプロケット２ａ，２ｂ及び２ｃ，２ｄが設けられ、スプロケット２ａ，２ｄを駆動するモータ３ａ，３ｂを備え、前後方向の各スプロケットにクローラベルト４ａ，４ｂが掛け渡され、基体１の前後方向の端部にアーム５の一端側が回動自在に取り付けられ、アーム５の他端側に回転および固定の制御が可能な補助スプロケット６ａ，６ｂが軸着され、アーム５側に位置するスプロケット２ｂ，２ｄと補助スプロケット６ａ，６ｂとの間に補助クローラベルト７ａ，７ｂが掛け渡され、モータ３ａ，３ｂの駆動力により、アーム部が上下方向に回動可能に構成した。【選択図】図１
2010000945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、前記基体の左側部および右側部の各側部の前後方向に配設された複数個のスプロケットと、前記基体に設置されて前記スプロケットを駆動するモータと、前記前後方向の前記スプロケットに掛け渡された左右２個のクローラベルトと、前記基体の前後方向の端部に一端側が回動自在に取付けられたアームと、前記アームの他端側に軸着されて回転および固定の制御が可能な補助スプロケットと、前記基体の前記アーム側に位置する前記スプロケットと前記補助スプロケットとの間に掛け渡された補助クローラベルトとを備え、
前記モータの駆動力が前記補助クローラベルトを介して前記補助スプロケットに伝達され、前記補助スプロケットの前記回転および固定の制御により、前記アームが上下方向に回動するように構成されたことを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクローラ走行装置において、前記モータは、前記左側部のスプロケットに動力を供給するモータと、前記右側部のスプロケットに動力を供給するモータとが個別に設けられていることを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項３】
請求項２に記載のクローラ走行装置において、前記左側部のスプロケットと前記右側部のスプロケットとが逆方向に回転可能なように構成されていることを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のクローラ走行装置において、前記左側部のスプロケットと前記右側部のスプロケットの回転速度を、個別に制御可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のクローラ走行装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のクローラ走行装置において、前記モータの制御を、外部から無線または有線で行うための信号を受信する受信機を備えたことを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のクローラ走行装置において、外部から無線または有線で制御可能なカメラを備えた撮像装置が基体に設置されていることを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のクローラ走行装置において、前記補助スプロケットの前記固定または回転の制御を外部から無線または有線で行うための信号を受信する受信機を備えたことを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のクローラ走行装置において、前記クローラベルトを掛け渡した前後方向の前記スプロケットの軸間距離より、前記補助クローラベルトを掛け渡した前記スプロケットと前記補助スプロケットとの軸間距離の方が長いことを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のクローラ走行装置において、前記左側部または前記右側部の少なくとも一方の前記クローラベルトのベルト幅は、狭幅部と広幅部とを有し、
クローラ走行装置が平坦地で横転し、前記狭幅部と前記広幅部において接地したとき、走行方向から見て、スプロケット軸が鉛直線に対して傾斜角を有する状態が発生するように構成したことを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のクローラ走行装置において、前記狭幅部と前記広幅部とを有する前記クローラベルトの形状は、前記クローラベルトを前記スプロケットに巻き掛けた状態において、幅方向の外側の面が、前記クローラベルトの長手方向に並行で、且つ、地面とは傾斜角を有する面でカットした形状に形成されていることを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のクローラ走行装置において、前記広幅部は、前記狭幅部の外側の一部に突出部を設けて形成されていることを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のクローラ走行装置において、前後方向の前記スプロケットの少なくとも一つに突起部を設け、横転時に前記突起部が接地したときに、走行方向から見て、スプロケット軸が鉛直線に対して傾斜角を有する状態となることを特徴とするクローラ走行装置。
【請求項１３】
請求項９〜請求項１２のいずれか１項に記載のクローラ走行装置において、前記傾斜角は６度から１８度の範囲であることを特徴とするクローラ走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クローラの回転による移動手段を備えた走行装置に係り、特に転倒時に容易に復帰することができるクローラ走行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
震災や火災などの被災地において、救済活動を行なうためにクローラ（無限軌道）を移動手段とした走行装置が使用されている。このような走行装置は、人間が立ち入ることができない有毒ガスや爆発物や放射性物質などによる被害が想定される場所においても、主に探索活動のためカメラ等の撮像機器や、簡単な作業が行なえるマニュピレータ等を搭載して使用される。
従来のクローラ走行装置として、例えば、本体の前後左右の四隅に独立したクローラを備え、前後のクローラの旋回軸間距離を、最大旋回円軌跡が干渉しない距離に設定し、中間位置に重心を設定することで、走行性に優れ、段差地形でも転倒しにくい災害救援ロボットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、アームを搭載したベースの左右両側にクローラを設け、クローラは中央部に設けた中央ホイールによりベースに対して独立して正逆方向に回転可能に構成されたクローラ走行ロボットが提案されている。独立したクローラの動きとアームにより重心のバランスを最適に維持して走行でき、転倒時にはアーム等により復帰可能に構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−９２７８４号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】特開２００５−１１１５９５号公報（第６頁、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示すロボットの走行装置は、段差地形等での走行は優れているが、外部からの操縦で瓦礫の上や階段等の走行を行なった場合に当然想定される転倒に対しては、自力による復帰機能は十分ではなかった。
また、特許文献２に示す技術では、走行用のモータとは別に、アーム等を駆動させるモータやアーム制御機器が別途必要となり、重量的にもまた体積的にも過大なものとなってしまい、本来の目的である、わずかなスキマや狭い空間での作業のために必要な、小形化、軽量化が難しかった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、小形かつ軽量構造で、転倒時においても容易に復帰することができるクローラ走行装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わるクローラ走行装置は、基体と、基体の左側部および右側部の各側部の前後方向に配設された複数個のスプロケットと、基体に設置されてスプロケットを駆動するモータと、前後方向のスプロケットに掛け渡された左右２個のクローラベルトと、基体の前後方向の端部に一端側が回動自在に取付けられたアームと、アームの他端側に軸着されて回転および固定の制御が可能な補助スプロケットと、基体のアーム側に位置するスプロケットと補助スプロケットとの間に掛け渡された補助クローラベルトとを備え、モータの駆動力が補助クローラベルトを介して補助スプロケットに伝達され、補助スプロケットの回転および固定の制御により、アームが上下方向に回動するように構成されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のクローラ走行装置によれば、基体の左右の前後方向のスプロケットに掛け渡されたクローラベルトと、基体の前後方向の端部に、一端側が回動自在に取付けられ他端側に補助スプロケットが軸着されたアームと、基体のアーム側のスプロケットと補助スプロケットとの間に掛け渡された補助クローラベルトとを備え、モータの駆動力を補助クローラベルトを介して補助スプロケットに伝達し、補助スプロケットの回転と固定の制御により、アームを上下方向に回動可能に構成したので、アームの回動を利用して階段や段差部での走行を容易に行えるとともに、転倒時でも容易に復帰可能なクローラ走行装置を簡単な構成で得ることができる。
また別途、アームを上下させるモータを設けることなく、右側部または左側部のスプロケットを回転させるモータを利用してアームを回動できるため、軽量化と小形化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は実施の形態１によるクローラ走行装置の平面図であり、図２は図１の右側面図である。
クローラ走行装置は、直進の場合は図１の矢印で示す方向に走行するので、以下の説明において、矢印の走行方向を前後方向、走行方向から見て左右を左側部、右側部と呼ぶことにする。
【０００９】
図１、図２において、基体１は、本装置の基本骨格を成す部分である。基体１の左側部および右側部の各側面の前後方向には、複数個（図では２個）のスプロケット（主スプロケット）２ａ，２ｂおよび２ｃ，２ｄが回転可能に取り付けられている。また、基体１には、スプロケットを駆動するためのモータ３ａ，３ｂが設置されており、モータ３ａはスプロケット２ａに、モータ３ｂはスプロケット２ｄに回転動力を供給している。モータ３ａ，３ｂは独立しているので、右側部のスプロケット２ａ，２ｂと左側部のスプロケット２ｃ，２ｄとが逆方向に回転可能となっている。また、回転速度も個別に制御できるようになっている。
右側部の前後方向のスプロケット２ａ，２ｂには、クローラベルト４ａが掛け渡されており、同様に、左側部の前後方向のスプロケット２ｃ，２ｄには、クローラベルト４ｂが掛け渡されている。
【００１０】
ここで、スプロケットとは、周囲に歯車形状部が設けられた車輪で、その歯車形状部を介してクローラベルトに回転を伝えることによりクローラ（無限軌道とも言う）走行を可能とするものである。図では、モータ３ａの動力によりスプロケット２ａが回転駆動され、それによりクローラベルト４ａが回転し、スプロケット２ｂも同時に回転する。同様にモータ３ｂの動力によりスプロケット２ｄが回転駆動され、それによりクローラベルト４ｂが回転し、スプロケット２ｃも同時に回転するようになっている。
【００１１】
基体１の前後方向の一方の端部（図では後端部）に、アーム５の一端側が回動自在に取付けられている。基体１との結合部は、例えば、アーム５の一端部をリング状に形成しておき、基体１に設けられた円筒状シャフト（図示せず）に嵌め合う構造とする等により実現することができ、所定の位置または角度にて固定することができる構造とするのがよい。さらに、通常はバネ等で基体１と同様に水平になる状態に押し付けておき、回動時にはモータの動力で回転するように構成してもよい。その場合アーム５は固定していない状態でかつモータの動力から開放されれば、バネの力により水平の位置に戻ることになる。
【００１２】
アーム５の他端部には、補助スプロケット６ａ、６ｂが軸着されている。そして、基体１のアーム５側の側面に配置されたスプロケット２ｂと補助スプロケット６ａとの間には補助クローラベルト７ａが掛け渡され、同様に、プロケット２ｄと補助スプロケット６ｂとの間には補助クローラベルト７ｂが掛け渡されている。
モータ３ａがスプロケット２ａを駆動すると、クローラベルト４ａを介してスプロケット２ｂが駆動され、さらに補助クローラベルト７ａを介して補助スプロケット６ａが駆動される。同様に、モータ３ｂの駆動力がスプロケット２ｄから補助クローラベルト７ｂを介して補助スプロケット６ｂに伝達されて補助スプロケット６ｂが駆動される。
【００１３】
ここで、アーム５は、通常の平地での走行のような場合には、補助クローラベルト７ａおよび補助クローラベルト７ｂが接地する状態で基体１に固定され使用される。それにより安定した走行および駆動力を得ることができる。
さらに、凹凸の激しい悪路や瓦礫の上や階段等での走行の場合には、図２に示すように、アーム５の補助スプロケット６ａ，６ｂを固定状態にし、かつ基体１への固定を開放することで、基体１を軸にして回動させて持ち上げて使用する。
【００１４】
補助スプロケット６ａ，６ｂを回転を止めて固定する方法の一例を図３に示す。アーム５側に設けたソレノイド装置８を操作して、ピン９を補助スプロケット６ａに設けられた穴に差し込むことにより、補助スプロケット６ａの回転を止めて固定させることができる（図３（ａ）参照）。ピン９を抜けば固定が解除される（図３（ｂ）参照）。
図３（ａ）の状態で、図１において下方向へ走行するように、モータ３ａを駆動し、クローラ４ａを介してスプロケット２ｂを回転させると、補助クローラベルト７ａはスプロケット２ｂ側のみが回転するので、補助スプロケット６ａ，６ｂを含むアーム５全体（以下アーム部と称する）が上方に回動する。
この場合、左右の補助スプロケット６ａ、６ｂを同時に固定しても良く、どちらか一方の補助スプロケットのみを固定してもよい。また、モータ３ｂの駆動によっても同様の動作を行わせることが可能である。
【００１５】
モータ３ａを上記説明とは逆に、図１において上方向へ走行するように回転させれば、アーム部先端を下げる方向に回動させることができる。
また、上記の固定または回転のモードを外部から無線または有線で制御する場合は、基体１に信号を受信する受信機を備えておけばよい。
なお、上記においては、アーム部に２個の補助スプロケット６ａ，６ｂを有する構造について説明したが、補助スプロケットを一つだけ有する構造としても良く、さらには、３個以上の補助スプロケットを有する構造としても良い。
【００１６】
このように本実施の形態によるクローラ走行装置は、別途、アーム駆動のためにモータ等の駆動装置を設けることなしに、アーム部を簡単な制御で上下方向に回動させることができるため、クローラ走行装置を軽量かつコンパクトに構成することができる。
【００１７】
次に走行の操作について説明する。
本発明のクローラ走行装置は、左側部および右側部にそれぞれクローラ４ａ，４ｂを備えているため悪路においても問題なく走行可能である。操作性についても、例えば急回転したい場合は、右側部のクローラ４ａと左側部のクローラ４ｂをそれぞれ逆回転することによりその場で回転動作を行なうことができる。また、右側部のクローラ４ａと左側部のクローラ４ｂの回転速度を変えることにより、所望の回転半径で右左折させることもできる。これらのモータの操作は、無線または有線で送信されてきた信号を受信する受信機（図示せず）を備えることにより、遠隔操縦で行うことができる。
【００１８】
また、図１、２では図示を省略しているが、基体１には撮像装置が備えられており、無線または有線で送信されてきた信号を受信する受信機を備えることにより、撮像装置の位置や角度を遠隔制御することができる。操縦者は遠隔地から画像を見ながら操縦し、例えば、本来人間が入ることのできない危険な場所や狭い場所においても、種々の探索作業を行なうことができる。
この撮像装置としては、例えばパンチルトカメラを用いればよい。パンチルトカメラは、上下左右に首を振って撮影方向を変更できるもので、走行装置の転倒によってカメラの位置が変化しても、撮像画像を見ながら遠隔操作によってカメラの位置を正規の姿勢に戻すことができる。このとき、重力センサーを備えておけば、転倒時においてもカメラの姿勢をただちに把握することができ、すばやい転倒復帰動作を行なうことができる。
【００１９】
次にアーム部を上下に回動させることの効果について説明する。
図４〜図６は、アーム部を回動させて、スプロケット２ａ，２ｃ側を先頭にして階段を上昇する様子を示したものである。図１、図２においては、補助スプロケット６ａ，６ｂの直径がスプロケット２ａ〜２ｄの直径より小さい例を示しているが、ここでは補助スプロケットの直径とスプロケットの直径が同じである例について示している。なお、スプロケットの大きさやアームの長さは、仕様に応じ適宜決定すればよい。
【００２０】
まず、先の図２に示したように、アーム部を持ち上げて所定の角度に固定し、スプロケット２ａ，２ｃの方から階段に突き当たるまで前進する。（以後、図示に合わせて、見えている側のスプロケットとクローラベルトの符号を用いて、「スプロケット２ａ」にように簡易表記することにする。）
階段の最初の垂直面に接したクローラベルト４ａは、クローラベルト４ａの摩擦力により垂直面を昇り、やがて図４に示すように補助クローラベルト７ａが地面に接する状態となる。
【００２１】
さらに階段を上昇すると、今度はスプロケット２ｂが地面と接触しなくなるが、補助スプロケット６ａの駆動力でさらに装置を押し上げる。この動作に連動して、アーム部は図５に示すように基体１との角度を１８０度、すなわち一直線となるように制御する。これは、さらに階段を上昇するための駆動力を補助クローラベルト７ａから得るとともに、走行装置全体が後ろに反り返って転倒するのを防ぐためである。
【００２２】
さらに上昇すると、階段上部で、スプロケット２ａが接触しなくなるが、今度は図６に示すように、最初の状態とは逆の方向にアーム部を回動させ、クローラベルト４ａを地面に接触させるように制御することによって、安定的に階段を上りきることができる。階段を上りきってスプロケット２ｂ、２ｄが地面と接触しなくなるのを見計らって、アーム部は基体１と水平状態または最初のように少しアーム部を持ち上げた状態に戻す。
このように本発明のクローラ走行装置は、基体１とアーム部の角度を適宜制御することにより、段差の大きな階段においても容易に登って行くことができる。
【００２３】
次に、クローラ走行装置が前転した状態から復帰する方法について説明する。ここで言う前転とは、図７〜図９のように、進行方向に回転した状態を指すものとする。
図７は、図２に比べてさらにアーム部を上方に回動させて、基体１との角度を鋭角にして固定した状態で、かつアーム部を下にして前転した状態を示している。
また、図８は、さらに前転し、補助スプロケット６ａとスプロケット２ａで接地している状態を示している。
なお、図７〜図９では、基体１に搭載装置１０を搭載している場合を図示している。搭載装置１０は、先に説明した撮像装置やその制御装置、受信機、さらにモータ制御装置等である。
【００２４】
ここで、このようにアーム部を基体１に対して鋭角になるように上方に回動させているのは、基体１に搭載装置１０があるとき、例えば、図８のように前転しても、搭載装置１０の損傷を防ぐことができるためである。またこのような状態は、後述する正規の位置への復帰が容易な状態であり、本発明のクローラ走行装置を使用するにあたり、装置の前転が避けられないような凹凸の激しい路面等での走行に適している。
【００２５】
図７の状態から正規の位置、すなわち、クローラ４ａが接地している状態に復帰するには、単に、アーム部を図２に示す位置になるように基体１に対して開く方向に回動させるだけで良く、容易に復帰させることが可能である。
【００２６】
次に、図７の状態からさらに前転し図８の状態になった場合について説明する。この場合は、図８の状態のままでも走行可能であるので、例えば、壁面等に当たるまではこの状態で走行し、壁面等に当たったところで、壁面等との摩擦力を利用して、太矢印にように移動させて正規の状態に復帰させることができる。
【００２７】
さらには、図９では、スプロケット２ｂの中心軸と補助スプロケット６ａの中心軸の軸間距離（アーム部の長さと称する）を、スプロケット２ａの中心軸とスプロケット２ｂの中心軸間の距離（本体クローラ部の長さと称する）よりも長くした場合を示している。アーム部の長さと本体クローラ部の長さをこのような関係にしておけば、図のように前転しても、アーム部と基体１との距離を狭めてその角度をさらに小さくなるように回動させると、重心がスプロケット２ａの接地点を超えた（図で右側となった）時点で正規の位置に戻ることができる。
【００２８】
以上説明してきたクローラ装置は、左側部および右側部のスプロケットは、各２個のものについて説明してきたが、２個に限定するものではなく、必要に応じて３個以上のスプロケットを設けても良い。その場合は、多少の小形化機能は失われるが、駆動時の接地面積の増大を要求されるような場合に有効である。
またモータについても３個以上のモータを設置しても良い。例えば一つのスプロケットに対し一つのモータで駆動させる、いわゆる４輪駆動タイプにすれば、重量や容積は大きくなるが、悪路におけるさらなる走行性が必要な場合には有効である。
【００２９】
以上のように、実施の形態１によれば、基体と、基体の左側部および右側部の各側面の前後方向に配設された複数個のスプロケットと、基体に設置されてスプロケットを駆動するモータと、前後方向のスプロケットに掛け渡された左右２個のクローラベルトと、基体の前後方向の端部に一端側が回動自在に取付けられたアームと、アームの他端側に軸着されて回転および固定の制御が可能な補助スプロケットと、基体のアーム側に位置するスプロケットと補助スプロケットとの間に掛け渡された補助クローラベルトとを備え、モータの駆動力が補助クローラベルトを介して補助スプロケットに伝達され、補助スプロケットの回転および固定の制御により、アームが上下方向に回動するように構成したので、アームの回動を利用して階段や段差部での走行を容易に行え、転倒時でも容易に復帰可能なクローラ走行装置を、簡単な構成で得ることができる。
また別途、アームを上下させるモータを設けることなく、右側部または左側部のスプロケットを回転させるモータを利用してアームを回動できるため、軽量化と小形化を図ることができる。
【００３０】
また、モータは、左側部のスプロケットに動力を供給するモータと、右側部のスプロケットに動力を供給するモータとを個別に設けたので、右側部と左側部のスプロケットの回転方向や速度を個別に任意に制御できる。
【００３１】
また、左側部のスプロケットと右側部のスプロケットとが逆方向に回転可能なように構成したので、装置全体をその場で任意の方向に回転動作させることができる。
【００３２】
また、左側部のスプロケットと右側部のスプロケットの回転速度を、個別に制御可能に構成したので、容易に所望の回転半径で右左折させることができる。
【００３３】
また、モータの制御を、外部から無線または有線で行うための信号を受信する受信機を備えたので、遠隔操縦できるため、震災や火災などの被災地において救済活動を行なうためのクローラ走行装置として効果的に利用できる。
【００３４】
また、外部から無線または有線で制御可能なカメラを備えた撮像装置を基体に設置したので、撮像画像を見ながら遠隔操作によって姿勢や走行を制御できる。このため、転倒時でもすばやい復帰動作を行なうことができる。
【００３５】
また、補助スプロケットの固定および回転の制御を外部から無線または有線で行うための信号を受信する受信機を備えたので、アームの回動動作を遠隔操作できるため、階段の昇降動作や、前後方向に転倒時の復帰を遠方から容易に制御できる。
【００３６】
更にまた、クローラベルトを掛け渡した前後方向のスプロケットの軸間距離より、補助クローラベルトを掛け渡したスプロケットと補助スプロケットとの軸間距離の方を長くしたので、前後方向に転倒時の復帰が容易となる。
【００３７】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態２によるクローラ走行装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は走行方向側から見た正面図である。実施の形態１の図１と同等部分は同一符号を付し、説明は省略する。
図１と異なる部分は、クローラベルトの幅であり、他は同じ構成である。本実施の形態のクローラベルト１４ａおよびクローラベルト１４ｂは、スプロケット２ａ、２ｂまたは２ｃ、２ｄと係合する一定の幅を有する部分と、それよりも幅の広い部分とで構成されている。一定の幅を有する部分を狭幅部１１と称し、幅の広い部分を広幅部１２と称することにする。図１０では、狭幅部１１が地面と接しており広幅部１２が上部にあるが、もちろん、回転することにより位置関係は変動する。
【００３８】
狭幅部１１と広幅部１２とを有するクローラベルト１４ａ，１４ｂの形状を決定する一方法として、右側のクローラベルト１４ａで説明すれば、等幅のクローラベルトをスプロケット２ａ，２ｂに巻き掛けた状態で、幅方向の外側の面を、ベルトの長手方向に並行で地面とは傾斜を有する面でカットした形状とすればよい（図１０（ｂ）参照）。これを展開すれば図１１のようになっている。外側となる長辺が、一定長さの狭幅部１１と、一定長さの広幅部１２とで成っている。
また、別の実施例として、図１２に示すように、大部分が狭幅部１１で，一部のみに突出部を設けて広幅部１２としても良い。図１２は展開図であり、これを環状に繋いでスプロケットに装着する。
【００３９】
次に、上記のように構成したクローラベルトの作用について説明する。
クローラベルトは、転倒時でも本体加重により大きな変形を生じない程度の剛性のある素材で形成しておく。このクローラベルトを装着したクローラ走行装置が横転した場合、図１３または図１４に示すように、地面に対する鉛直線とある傾斜角θを形成することになる。
なお、横転とは、一方のクローラ部を下に、他方のクローラ部を上にし、ほぼ９０度横に回転した状態を言う。
図１３は、図１１の形状のクローラベルトを使用した場合であり、図１４は、図１２の形状のクローラベルトを使用した場合である。なお、両図とも、広幅部１２が正常の状態で上面側の位置にある状態、すなわち傾斜が一番大きい場合を走行方向から見たところを示しているが、クローラベルトの回転によりこの角度は変化する。
【００４０】
上記傾斜角θは、装置の重心が支点より外側にあるときは、そのままで回転し復帰するが、そのような傾斜角θを採用しようとすれば、広幅部１２が長くなりすぎて装置全体が大きくなり問題である。
発明者らの実験によれば、まったく傾斜角がゼロの場合（クローラベルトが等幅の場合）であっても、モータのパワーがある程度大きければ、クローラベルトが全面において接地している場合には、単に、勢い良くクローラベルトを回転させることにより、地面のちょっとした凹凸により装置が振れて正規の状態に復帰することもしばしば経験している。しかしながら、この場合は大きなパワーのモータを使用しなくてはならず、また、路面の状態によっては確実に復帰させられるとは限らない、等の問題がある。
【００４１】
以上の点を考慮して、発明者らは、図１３または図１４に示す横転時の傾斜角θの大きさは、平坦地に横転した場合に、６度から１８度の範囲となるように、クローラベルトの形状を設計すれば、ほぼ確実に正規の状態に復帰させることができることを見出した。
すなわち、横転時に、６度未満の傾斜角を有するようにクローラベルトの形状を設計したものは、確実にどのような路面においても復帰させるためには相当にパワーのあるモータを使用する必要があり、そのときは本発明の目的である小形・軽量性が失われることになる。一方、１８度以上の傾斜角については、多くの場合、装置全体の重心が横転時に支点から外れるか、またはそれに近い状態になるために、容易に復帰するので、それ以上の角度を持たせることはクローラベルトが大きくなるだけであまり意味がない。
【００４２】
また、図１１および図１２における狭幅部１１と広幅部１２は、図１３または図１４において、ｔａｎθ＝（広幅部１２−狭幅部１１）／スプロケットの直径、の関係にあり、スプロケットの直径が決まれば、傾斜角θが６度から１８度の間になるようにクローラベルトの形状を容易に定めることができる。
【００４３】
このように本発明のクローラ走行装置は、クローラベルトに狭幅部と広幅部を持たせて、クローラ走行装置が横転したときも一定の傾斜角を確保し、さらにクローラベルトを回転させることにより容易に正規の状態に復帰させることができるものである。これを、実施の形態１で説明した転倒からの復帰機能と併せて採用すれば、どのような路面に使用したとしてもほぼ確実に復帰し探索活動を続行させることが可能となる。
【００４４】
更に、別の実施例を図１５に示す。実施の形態１の図１と同等部分は同一符号で示し、説明を省略する。相違点は、前後のスプロケット２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄも同様）のいずれか一方または両方に、突起部１３を設けた点である。このような構成によって、横転したときに、前述の広幅部１２を形成した場合と同様の傾斜角を確保するようにしたものである。
【００４５】
以上のように、実施の形態２によれば、左側部または右側部の少なくとも一方のクローラベルトのベルト幅は、狭幅部と広幅部とを有し、クローラ走行装置が平坦地で横転し、狭幅部と広幅部において接地したとき、走行方向から見て、スプロケット軸が鉛直線に対して傾斜角を有する状態が発生するように構成したので、横転時にスプロケットを回転させて振動させることで、容易に正常の状態に復帰することができる。
【００４６】
また、狭幅部と広幅部とを有するクローラベルトの形状は、クローラベルトをスプロケットに巻き掛けた状態において、幅方向の外側の面を、クローラベルトの長手方向に並行で、且つ、地面とは傾斜角を有する面でカットした形状に形成したので、横転時に一定の傾斜角を容易に確保できるため、復帰が容易となる。
【００４７】
また、広幅部は、狭幅部の外側の一部に突出部を設けて形成したので、簡単な構成で横転時に傾斜角を生じさせることができ、復帰が容易となる。
【００４８】
また、前後方向のスプロケットの少なくとも一つに突起部を設け、横転時に突起部が接地したときに、走行方向から見て、スプロケット軸が鉛直線に対して傾斜角を有する状態となるようにしたので、横転時にスプロケットを回転させて振動させることで、容易に正常の状態に復帰することができる。
【００４９】
更にまた、傾斜角は６度から１８度の範囲としたので、横転時にスプロケットを回転させて、ほぼ確実に正規の状態に復帰させることができる。
【００５０】
実施の形態３．
図１６は、実施の形態３によるクローラ走行装置の平面図である。実施の形態１の図１と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点のみを説明する。
相違点は、補助クローラベルト７ａ、７ｂがクローラベルト４ａ、４ｂの外側に設置されている点である。
このような構成によれば、先に図９において説明したように、アーム部の長さを、本体クローラ部の長さよりも長くした場合には、アーム部の回動可能な範囲を拡大することができる。
なお、図１６の構成の場合は、横転防止のためにクローラベルトを狭幅部と広幅部とを設ける形状とするときは、補助クローラベルト７ａ、７ｂに設けることにより効果が発揮される。
【００５１】
以上のように、実施の形態３によれば、補助クローラベルトをクローラベルトの外側に設置したので、実施の形態１の図１と同様の効果を得ることができる。更に、図１と比較してアーム部の回動可能な範囲を拡大することができるので、走行の自由度が増す。
【００５２】
実施の形態４．
図１７は実施の形態４によるクローラ走行装置の側面図であり、実施の形態１の図２と対応する図である。図２と同等部分は同一符号で示し、説明は省略する。
相違点は、アームが基体１の前後にそれじれ備えている点である。後方部のアーム５に対し、前方部にも同様にアーム５が回動自在に設けられ、アーム５の先端側には補助スプロケット６ａを有し、補助クローラベルト７ａを備えて構成されている。
【００５３】
以上のように、実施の形態４によれば、基体の前後にアーム部を設けたので、アーム部が１個のものに比べて全長は長く、重量も重くなるが、２つの回動部を調節してきめ細かく動作させることにより、階段上昇性能が向上し、また、アーム部において２等辺三角形を形成して完全に搭載装置を保護することができる。
さらに、前転時の復帰においても壁等の利用なしに復帰できる、転倒時の復帰性能の優れたクローラ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置の平面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置のスプロケットの固定及び開放動作を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置の階段上昇動作を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置の階段上昇動作を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置の階段上昇動作を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置の前転時の側面図である。
【図８】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置の前転時の他の例を示す側面図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるクローラ走行装置の前転時の別の例を示す側面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２によるクローラ走行装置を示す図である。
【図１１】図１０のクローラ走行装置のクローラベルトの展開図である。
【図１２】図１０のクローラ走行装置の他のクローラベルトの展開図である。
【図１３】この発明の実施の形態２によるクローラ走行装置の横転時の正面図である。
【図１４】この発明の実施の形態２によるクローラ走行装置の横転時の他の例を示す正面図である。
【図１５】この発明の実施の形態２によるクローラ走行装置の他の例を示すである。
【図１６】この発明の実施の形態３によるクローラ走行装置の平面図である。
【図１７】この発明の実施の形態４によるクローラ走行装置の側面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  基体                              ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  スプロケット
３ａ，３ｂ  モータ                    ４ａ，４ｂ  クローラベルト
５  アーム                            ６ａ，６ｂ  補助スプロケット
７ａ，７ｂ  補助クローラベルト        ８  ソレノイド装置
９  ピン                            １０  搭載装置
１１  狭幅部                          １２  広幅部
１３  突起部                          １４ａ，１４ｂ  クローラベルト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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